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JP7315339B2 - Time-series data division method, division device, and program - Google Patents
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JP7315339B2 - Time-series data division method, division device, and program - Google Patents

Time-series data division method, division device, and program Download PDF

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Description

本発明は、時系列データの分割方法及び分割装置、並びにプログラムに関する。 The present invention relates to a time-series data division method, a division device, and a program.

従来、時系列データに含まれるパターンを抽出するために、各部分に当該パターンが含まれるように、時系列データを分割する作業が行われている。分割された時系列データの各部分は、機械学習によりパターンを学習するための教師データなどとして利用されている。 Conventionally, in order to extract a pattern included in time-series data, work is performed to divide the time-series data so that each portion includes the pattern. Each part of the divided time-series data is used as teacher data or the like for learning patterns by machine learning.

特開2018-147406号公報JP 2018-147406 A

一般に、時系列データの分割は、オペレータの目視によって行われている。このため、時系列データのデータ長が長い場合や、時系列データのファイルが大量にある場合には、分割作業に大きな手間がかかるという問題があった。 In general, division of time-series data is performed visually by an operator. Therefore, when the data length of the time-series data is long, or when there are a large number of files of the time-series data, there is a problem that the dividing work takes a lot of time and effort.

時系列データの分割を自動化するために、分割ルールに従って自動的に時系列データを分割する方法も提案されているが、この方法では、時系列データの特徴に応じた分割ルールを予め設定しておく必要があり、分割ルールの設定に手間がかかった。 In order to automate the division of time-series data, a method of automatically dividing time-series data according to division rules has also been proposed. However, in this method, it is necessary to set division rules in advance according to the characteristics of time-series data, and it takes time to set division rules.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、時系列データを容易に分割可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable easy division of time-series data.

一実施形態に係る分割方法は、情報処理装置が実行する時系列データの分割方法であって、前記時系列データから特徴量を抽出する抽出処理と、前記特徴量に基づいて、複数の分割方法で前記時系列データを分割する分割処理と、分割された前記時系列データに基づいて、前記分割方法ごとの評価値を算出する評価処理と、前記評価値に基づいて、前記複数の分割方法の中から少なくとも1つの分割方法を選択する選択処理と、を備える。 A division method according to one embodiment is a method for dividing time-series data executed by an information processing apparatus, and includes an extraction process for extracting a feature amount from the time-series data, a division process for dividing the time-series data by a plurality of division methods based on the feature amount, an evaluation process for calculating an evaluation value for each of the division methods based on the divided time-series data, and a selection process for selecting at least one division method from the plurality of division methods based on the evaluation value.

本発明の各実施形態によれば、時系列データを容易に分割することができる。 According to each embodiment of the present invention, time-series data can be easily divided.

分割装置のハードウェア構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the hardware constitutions of a division|segmentation apparatus. 分割装置の機能構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the functional structure of a division|segmentation apparatus. 時系列データの分割方法の一例を示すフローチャート。4 is a flowchart showing an example of a method for dividing time-series data; 時系列データの一例を示す図。The figure which shows an example of time-series data. 図4の時系列データから生成されたトレンドデータの一例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of trend data generated from the time-series data of FIG. 4; 図5のトレンドデータから抽出された特徴量の一例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an example of feature amounts extracted from the trend data of FIG. 5; 分割された図4の時系列データの一例を示す図。The figure which shows an example of the time series data of FIG. 4 which were divided|segmented. 分割方法の評価値の一例を示す表。A table showing an example of evaluation values of division methods. 分割位置を表示する画面の一例を示す図。The figure which shows an example of the screen which displays a division|segmentation position.

以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, regarding the descriptions of the specifications and drawings according to each embodiment, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting overlapping descriptions.

一実施形態に係る時系列データの分割装置1について、図1~図9を参照して説明する。本実施形態に係る分割装置1は、時系列データの分割処理を自動的に実行する情報処理装置(コンピュータ)である。本実施形態では、周期的なパターンを含む時系列データを、各部分に当該パターンが含まれるように分割することを想定している。時系列データは、例えば、センサデータであるが、これに限られない。 A time-series data dividing device 1 according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. A splitting device 1 according to the present embodiment is an information processing device (computer) that automatically performs splitting processing of time-series data. In this embodiment, it is assumed that time-series data including a periodic pattern is divided so that each portion includes the pattern. The time-series data is, for example, sensor data, but is not limited to this.

まず、分割装置1のハードウェア構成について説明する。図1は、分割装置1のハードウェア構成の一例を示す図である。図1の分割装置1は、CPU(Central Processing Unit)101と、ROM(Read Only Memory)102と、RAM(Random Access Memory)103と、HDD(Hard Disk Drive)104と、入力装置105と、表示装置106と、通信インタフェース107と、バス108と、を備える。 First, the hardware configuration of the dividing device 1 will be described. FIG. 1 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the dividing device 1. As shown in FIG. 1 includes a CPU (Central Processing Unit) 101, a ROM (Read Only Memory) 102, a RAM (Random Access Memory) 103, a HDD (Hard Disk Drive) 104, an input device 105, a display device 106, a communication interface 107, and a bus 108.

CPU101は、プログラムを実行することにより、分割装置1の各構成を制御し、分割装置1の機能を実現する。CPU101が実行するプログラムは、CD(Compact Disk)、DVD、フラッシュメモリなどの、コンピュータ読み取り可能な任意の記録媒体に記録され得る。 The CPU 101 executes programs to control each component of the dividing device 1 and implement the functions of the dividing device 1 . A program executed by the CPU 101 can be recorded on any computer-readable recording medium such as a CD (Compact Disk), DVD, flash memory, or the like.

ROM102は、CPU101が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。 The ROM 102 stores programs executed by the CPU 101 and various data.

RAM103は、CPU101に作業領域を提供する。 A RAM 103 provides a work area for the CPU 101 .

HDD104は、CPU101が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。分割装置1は、HDD104と共に、又はHDD104の代わりにSSD(Solid State Drive)を備えてもよい。 The HDD 104 stores programs executed by the CPU 101 and various data. The partitioning device 1 may include an SSD (Solid State Drive) together with the HDD 104 or instead of the HDD 104 .

入力装置105は、ユーザの操作に応じた情報を分割装置1に入力する。入力装置105は、例えば、タッチパッド、キーボード、マウス、又はハードウェアボタンであるが、これに限られない。 The input device 105 inputs information according to the user's operation to the dividing device 1 . The input device 105 is, for example, a touch pad, keyboard, mouse, or hardware buttons, but is not limited thereto.

表示装置106は、ユーザの操作に応じた画面を表示する。表示装置106は、液晶ディスプレイ、又は有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイであるが、これに限られない。分割装置1は、タッチパッドと表示装置106が一体化されたタッチパネルを備えてもよい。 The display device 106 displays a screen according to the user's operation. The display device 106 is a liquid crystal display or an organic EL (Electro Luminescence) display, but is not limited to this. The splitting device 1 may include a touch panel in which the touch pad and the display device 106 are integrated.

通信インタフェース107は、分割装置1をインターネットやLAN(Local Area Network)などのネットワークに接続する。分割装置1は、通信インタフェース107を介して、ネットワーク上の外部装置と通信する。 The communication interface 107 connects the dividing device 1 to a network such as the Internet or a LAN (Local Area Network). The splitting device 1 communicates with external devices on the network via the communication interface 107 .

バス108は、CPU101、ROM102、RAM103、HDD104、入力装置105、表示装置106、及び通信インタフェース107を相互に接続する。 A bus 108 connects the CPU 101, ROM 102, RAM 103, HDD 104, input device 105, display device 106, and communication interface 107 to each other.

なお、分割装置1のハードウェア構成は、図1の例に限られない。例えば、分割装置1は、図1の例のように、1つの情報処理装置により実現されてもよいし、インターネットやLANなどのネットワークを介して接続された複数の情報処理装置により実現されてもよい。 Note that the hardware configuration of the dividing device 1 is not limited to the example in FIG. For example, the dividing device 1 may be realized by one information processing device as in the example of FIG. 1, or may be realized by a plurality of information processing devices connected via a network such as the Internet or LAN.

次に、分割装置1の機能構成について説明する。図2は、分割装置1の機能構成の一例を示す図である。図2の分割装置1は、抽出部11と、分割部12と、評価部13と、選択部14と、表示部15と、を備える。これらの機能構成は、CPU101がプログラムを実行し、他のハードウェア構成と協働することにより実現される。 Next, the functional configuration of the dividing device 1 will be described. FIG. 2 is a diagram showing an example of the functional configuration of the dividing device 1. As shown in FIG. The dividing device 1 of FIG. 2 includes an extraction unit 11 , a dividing unit 12 , an evaluating unit 13 , a selecting unit 14 and a display unit 15 . These functional configurations are realized by the CPU 101 executing programs and cooperating with other hardware configurations.

抽出部11は、時系列データD1から1つ又は複数の特徴量を抽出する。特徴量は、自己相関関数により算出される各時系列の値(以下「自己相関値」という。)、相互相関関数により算出される各時系列の値(以下「相互相関値」という。)、変化量計算により算出される各時系列の値(以下「変化量」という。)、及び動的時間伸縮法(DTW)により算出される各時系列の値(以下「DTW値」という。)を含むが、これに限られない。抽出部11は、時系列データD1から特徴量を直接抽出してもよいし、時系列データD1からトレンドデータD2を生成し、生成したトレンドデータD2から特徴量を抽出してもよい。トレンドデータD2は、特徴量を抽出しやすいように時系列データD1を前処理したデータである。前処理は、例えば、フィルタ処理、移動平均処理、及び畳み込み処理を含むが、これに限られない。フィルタ処理は、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタを含む。 The extraction unit 11 extracts one or more feature quantities from the time-series data D1. The feature amount includes, but is not limited to, each time-series value calculated by the autocorrelation function (hereinafter referred to as "autocorrelation value"), each time-series value calculated by the cross-correlation function (hereinafter referred to as "cross-correlation value"), each time-series value calculated by change amount calculation (hereinafter referred to as "change amount"), and each time-series value calculated by dynamic time warping (DTW) (hereinafter referred to as "DTW value"). The extraction unit 11 may directly extract the feature amount from the time-series data D1, or may generate trend data D2 from the time-series data D1 and extract the feature amount from the generated trend data D2. The trend data D2 is data obtained by preprocessing the time-series data D1 so as to facilitate the extraction of feature amounts. Preprocessing includes, but is not limited to, filter processing, moving average processing, and convolution processing, for example. Filtering includes low-pass filtering, high-pass filtering, and band-pass filtering.

分割部12は、抽出部11が抽出した時系列データD1の特徴量に基づいて、複数の分割方法で時系列データD1を分割する。言い換えると、分割部12は、抽出部11が抽出した時系列データD1の特徴量に基づいて、複数の分割方法で、時系列データD1の分割位置pを決定する。 The division unit 12 divides the time-series data D1 by a plurality of division methods based on the feature amount of the time-series data D1 extracted by the extraction unit 11 . In other words, the division unit 12 determines division positions p of the time series data D1 by a plurality of division methods based on the feature amount of the time series data D1 extracted by the extraction unit 11 .

分割部12は、1つの特徴量に基づいて、1つの分割方法で時系列データD1を分割してもよいし、1つの特徴量に基づいて、複数の分割方法で時系列データD1を分割してもよい。分割部12は、例えば、特徴量のピークPで時系列データD1を分割してもよい。この場合、ピークPの位置が分割位置pに相当する。また、分割部12は、予め設定された閾値以上のピークPで時系列データD1を分割してもよい。なお、時系列データD1の分割方法は上記の例に限られない。 The dividing unit 12 may divide the time-series data D1 by one division method based on one feature amount, or may divide the time-series data D1 by a plurality of division methods based on one feature amount. The dividing unit 12 may divide the time-series data D1 at the peak P of the feature amount, for example. In this case, the position of peak P corresponds to division position p. Further, the dividing unit 12 may divide the time-series data D1 at peaks P equal to or greater than a preset threshold. Note that the method of dividing the time-series data D1 is not limited to the above example.

評価部13は、分割された時系列データD1に基づいて、当該時系列データD1を分割した分割方法を評価する。具体的には、評価部13は、各分割方法の評価値sを算出する。評価値sは、分割方法の適切さを示す指標である。以下では、評価値sが大きいほど、分割方法が適切である場合を例に説明するが、評価値sと適切さの大小関係は逆でもよい。 Based on the divided time-series data D1, the evaluation unit 13 evaluates the dividing method for dividing the time-series data D1. Specifically, the evaluation unit 13 calculates an evaluation value s for each division method. The evaluation value s is an index indicating the appropriateness of the dividing method. In the following, an example will be described in which the larger the evaluation value s, the more appropriate the division method. However, the magnitude relationship between the evaluation value s and appropriateness may be reversed.

評価値sは、分割された時系列データD1の部分同士の類似度に基づいて算出される。類似度は、例えば、スペクトル距離、相互相関値、及びDTW値を含むが、これに限られない。例えば、評価値sが相互相関値であり、時系列データD1が分割方法Xで分割された場合、評価部13は、分割方法Xで分割された時系列データD1の部分同士の相互相関値を、分割方法Xの評価値sとして算出する。 The evaluation value s is calculated based on the degree of similarity between the divided parts of the time-series data D1. Examples of similarity measures include, but are not limited to, spectral distances, cross-correlation values, and DTW values. For example, when the evaluation value s is a cross-correlation value and the time-series data D1 is divided by the division method X, the evaluation unit 13 calculates the cross-correlation value between the parts of the time-series data D1 divided by the division method X as the evaluation value s of the division method X.

また、評価値sは、複数の類似度に基づいて算出されてもよい。例えば、評価値sがスペクトル距離と相互相関値の合計であり、時系列データD1が分割方法Xで分割された場合、評価部13は、分割方法Xで分割された時系列データD1の部分同士のスペクトル距離及び相互相関値をそれぞれ算出し、算出したスペクトル距離及び相互相関値を正規化し、正規化したスペクトル距離及び相互相関値の合計を、分割方法Xの評価値sとして算出する。 Also, the evaluation value s may be calculated based on a plurality of degrees of similarity. For example, when the evaluation value s is the sum of the spectral distance and the cross-correlation value, and the time-series data D1 is divided by the division method X, the evaluation unit 13 calculates the spectral distance and the cross-correlation value between the parts of the time-series data D1 divided by the division method X, normalizes the calculated spectral distance and the cross-correlation value, and calculates the sum of the normalized spectral distances and the cross-correlation values as the evaluation value s of the division method X.

なお、評価値sの算出方法は、上記の例に限られない。評価値sは、3つ以上の類似度の合計であってもよいし、複数の類似度の平均であってもよいし、複数の類似度の重み付き合計であってもよい。 Note that the method of calculating the evaluation value s is not limited to the above example. The evaluation value s may be the sum of three or more similarities, the average of multiple similarities, or the weighted sum of multiple similarities.

選択部14は、評価値sに基づいて、複数の分割方法の中から評価値sが最大の分割方法を選択する。選択部14は、評価値sが高い順に複数の分割方法を選択してもよい。 Based on the evaluation value s, the selection unit 14 selects the division method with the largest evaluation value s from among the plurality of division methods. The selection unit 14 may select a plurality of division methods in descending order of the evaluation value s.

表示部15は、選択部14により選択された分割方法による時系列データD1の分割位置pを、時系列データD1と共に表示装置106に表示する。表示部15は、表示された分割位置pを、入力装置105の操作によりユーザが調整可能なように、分割位置pを表示するのが好ましい。これにより、ユーザは、時系列データD1の分割位置pを微調整することができる。 The display unit 15 displays the division position p of the time-series data D1 by the division method selected by the selection unit 14 on the display device 106 together with the time-series data D1. The display unit 15 preferably displays the division position p so that the user can adjust the displayed division position p by operating the input device 105 . Thereby, the user can finely adjust the division position p of the time-series data D1.

次に、分割装置1が実行する時系列データD1の分割方法について説明する。図3は、時系列データD1の分割方法の一例を示すフローチャートである。 Next, a method of dividing the time-series data D1 executed by the dividing device 1 will be described. FIG. 3 is a flow chart showing an example of a method of dividing the time-series data D1.

まず、分割装置1に時系列データD1が入力される(ステップS101)。図4は、時系列データD1の一例を示す図である。図4の例では、時系列データD1は、所定のパターンを4つ含んでいる。 First, time-series data D1 is input to the dividing device 1 (step S101). FIG. 4 is a diagram showing an example of the time-series data D1. In the example of FIG. 4, the time-series data D1 includes four predetermined patterns.

次に、抽出部11は、入力された時系列データD1からトレンドデータD2を生成する(ステップS102)。図5は、図4の時系列データD1から生成されたトレンドデータD2の一例を示す図である。図5のトレンドデータD2は、図4の時系列データD1にローパスフィルタを実施することにより生成されている。なお、上述の通り、フィルタ処理は、ローパスフィルタに限られない。 Next, the extraction unit 11 generates trend data D2 from the input time-series data D1 (step S102). FIG. 5 is a diagram showing an example of trend data D2 generated from the time-series data D1 of FIG. The trend data D2 in FIG. 5 is generated by applying a low-pass filter to the time-series data D1 in FIG. Note that, as described above, the filtering process is not limited to a low-pass filter.

続いて、抽出部11は、生成したトレンドデータD2から特徴量を抽出する(ステップS103)。図6は、図5のトレンドデータD2から抽出された特徴量の一例を示す図である。図6の特徴量は、図5のトレンドデータD2から抽出された相互相関値である。 Subsequently, the extraction unit 11 extracts feature amounts from the generated trend data D2 (step S103). FIG. 6 is a diagram showing an example of feature amounts extracted from the trend data D2 of FIG. The feature quantity in FIG. 6 is the cross-correlation value extracted from the trend data D2 in FIG.

時系列データD1の特徴量が抽出されると、分割部12は、当該特徴量に基づいて、時系列データD1を分割する(ステップS104)。図6の例では、分割部12が、特徴量のピークPのうち、予め設定された閾値以上のピークPを分割位置pとして決定する場合を想定している。予め設定された閾値が閾値Th1である場合、ピークP1が分割位置pとして決定され、ピークP1で時系列データD1が分割される。予め設定された閾値が閾値Th2である場合、ピークP1,P2が分割位置pとして決定され、ピークP1,P2で時系列データD1が分割される。予め設定された閾値が閾値Th3である場合、ピークP1~P3が分割位置pとして決定され、ピークP1~P3で時系列データD1が分割される。 When the feature amount of the time series data D1 is extracted, the division unit 12 divides the time series data D1 based on the feature amount (step S104). In the example of FIG. 6, it is assumed that the dividing unit 12 determines, among the peaks P of the feature amount, the peaks P that are equal to or greater than a preset threshold value as the dividing positions p. When the preset threshold is the threshold Th1, the peak P1 is determined as the division position p, and the time series data D1 is divided at the peak P1. When the preset threshold is the threshold Th2, the peaks P1 and P2 are determined as the division position p, and the time series data D1 is divided at the peaks P1 and P2. When the preset threshold is the threshold Th3, the peaks P1 to P3 are determined as the division position p, and the time series data D1 is divided at the peaks P1 to P3.

図7は、分割部12により分割された図4の時系列データD1の一例を示す図である。図7の例では、図4の時系列データD1が、図6のピークP1~P3で分割されている。すなわち、図4の時系列データD1が、ピークP1以前の部分d1と、ピークP1からピークP2までの部分d2と、ピークP2からピークP3までの部分d3と、ピークP3以降の部分d4と、に分割されている。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the time-series data D1 of FIG. 4 divided by the dividing unit 12. As shown in FIG. In the example of FIG. 7, the time-series data D1 of FIG. 4 is divided by peaks P1 to P3 of FIG. That is, the time-series data D1 in FIG. 4 is divided into a portion d1 before the peak P1, a portion d2 from the peak P1 to the peak P2, a portion d3 from the peak P2 to the peak P3, and a portion d4 after the peak P3.

なお、上記の例では、複数の分割位置pが同時に決定される場合を想定しているが、分割位置pは1つずつ決定されてもよい。この場合、1つの分割位置p(例えば、ピークP1)を決定した後、当該分割位置p以降の時系列データD1について特徴量を改めて抽出し、得られた特徴量に基づいて、再び1つの分割位置pを決定すればよい。分割位置pが決定できなくなるまで、特徴量の抽出及び分割位置pの決定を繰り返すことにより、時系列データD1の全体を分割することができる。 In the above example, it is assumed that a plurality of division positions p are determined simultaneously, but division positions p may be determined one by one. In this case, after determining one division position p (e.g., peak P1), the feature quantity is again extracted for the time-series data D1 after the division position p, and one division position p is determined again based on the obtained feature quantity. By repeating extraction of the feature amount and determination of the division position p until the division position p cannot be determined, the entire time-series data D1 can be divided.

分割部12により時系列データD1を分割すると、評価部13は、分割部12が実行した分割方法の評価値sを算出する(ステップS105)。例えば、時系列データD1が図7のように部分d1~d4に分割された場合、評価部13は、部分d1~d4の類似度に基づいて、評価値sを算出する。 After dividing the time-series data D1 by the dividing unit 12, the evaluating unit 13 calculates an evaluation value s of the dividing method executed by the dividing unit 12 (step S105). For example, when the time-series data D1 is divided into portions d1 to d4 as shown in FIG. 7, the evaluation unit 13 calculates the evaluation value s based on the degree of similarity of the portions d1 to d4.

複数の分割方法による時系列データD1の分割が完了していない場合(ステップS106:NO)、処理はステップS102に戻り、分割部12が、前回とは異なる分割方法で時系列データD1を分割する。この際、抽出部11が、前回と異なる生成方法でトレンドデータD2を生成してもよいし、前回と異なる抽出方法で特徴量を抽出してもよい。時系列データD1の分割方法、トレンドデータD2の生成方法、特徴量の抽出方法の対応関係は予め設定される。 If division of the time-series data D1 by a plurality of division methods has not been completed (step S106: NO), the process returns to step S102, and the division unit 12 divides the time-series data D1 by a division method different from the previous time. At this time, the extraction unit 11 may generate the trend data D2 by a generation method different from the previous time, or may extract the feature amount by an extraction method different from the previous time. Correspondence among the method of dividing the time-series data D1, the method of generating the trend data D2, and the method of extracting the feature amount is set in advance.

一方、複数の分割方法による時系列データD1の分割が完了した場合(ステップS106:YES)、選択部14は、各分割方法の評価値sに基づいて、複数の分割方法の中から評価値sが最大の分割方法を選択する(ステップS107)。 On the other hand, when the division of the time-series data D1 by a plurality of division methods is completed (step S106: YES), the selection unit 14 selects the division method with the largest evaluation value s from among the plurality of division methods based on the evaluation value s of each division method (step S107).

図8は、分割方法の評価値sの一例を示す表である。図8の例では、分割部12は、3つの分割方法A~Cで時系列データD1を分割しており、評価部13は、各分割方法について、6つの類似度1~6を算出し、類似度1~6の合計を評価値sとして算出している。図8の例では、評価値sが最大の分割方法として、分割方法Aが選択される。 FIG. 8 is a table showing an example of evaluation values s of division methods. In the example of FIG. 8, the dividing unit 12 divides the time-series data D1 by three dividing methods A to C, and the evaluating unit 13 calculates six similarities 1 to 6 for each dividing method, and the sum of the similarities 1 to 6 is calculated as the evaluation value s. In the example of FIG. 8, the division method A is selected as the division method with the largest evaluation value s.

選択部14により分割方法が選択されると、表示部15は、選択された分割方法により決定された分割位置pを、時系列データD1と共に表示装置106に表示する(ステップS108)。 When the dividing method is selected by the selecting unit 14, the display unit 15 displays the dividing position p determined by the selected dividing method together with the time-series data D1 on the display device 106 (step S108).

図9は、分割位置pを表示する画面Wの一例を示す図である。図9の画面Wは、図8の評価値sに基づいて分割方法Aが選択された場合の画面Wに相当する。図9の画面Wには、時系列データDと、選択部14により選択された分割方法Aにより決定された分割位置p1~p3と、評価部13により算出された分割方法Aの類似度a~f及び評価値sと、画面Wに表示する分割方法を分割方法B~Dに切り替えるための切替ボタンB1~B3と、分割位置pを決定するための決定ボタンB4と、が表示されている。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the screen W displaying the division position p. Screen W in FIG. 9 corresponds to screen W when division method A is selected based on evaluation value s in FIG. The screen W of FIG. 9 displays time-series data D, division positions p1 to p3 determined by the division method A selected by the selection unit 14, similarities a to f and the evaluation value s of the division method A calculated by the evaluation unit 13, switching buttons B1 to B3 for switching the division method displayed on the screen W to the division methods B to D, and an enter button B4 for determining the division position p.

図9のような画面Wを表示することにより、ユーザは、分割方法Aによる時系列データDの分割位置p1~p3と、分割位置p1~p3の適切さ(分割方法Aの評価値s)と、を容易に把握することができる。また、ユーザは、入力装置105の操作により、分割位置p1~p3を随意に移動させ、調整することができる。また、ユーザは、入力装置105の操作により、切替ボタンB1を選択することにより、画面Wに表示された分割位置pを分割方法Bによる分割位置pに切り替え、画面Wに表示された類似度及び評価値sを分割方法Bの類似度及び評価値sに切り替えることができる。これは、切替ボタンB2,B3についても同様である。 By displaying the screen W as shown in FIG. 9, the user can easily grasp the division positions p1 to p3 of the time-series data D by the division method A and the appropriateness of the division positions p1 to p3 (the evaluation value s of the division method A). Further, the user can arbitrarily move and adjust the division positions p1 to p3 by operating the input device 105. FIG. Further, by operating the input device 105 and selecting the switch button B1, the user can switch the division position p displayed on the screen W to the division position p by the division method B, and switch the similarity and evaluation value s displayed on the screen W to the similarity and evaluation value s of the division method B. This also applies to the switching buttons B2 and B3.

また、ユーザは、入力装置105の操作により、決定ボタンB4を選択することにより、時系列データDの分割位置pを、画面Wに表示された分割位置pに決定することができる。図9の例では、決定ボタンB4が選択されると、時系列データDの分割位置pは、分割位置p1~p3に決定される。ユーザにより時系列データDの分割位置pが決定されると、決定された分割位置pと、時系列データDを当該分割位置pで分割した各部分dと、がHDD104に保存される。こうして保存された各部分dは、機械学習によりパターンを学習するための教師データなどとして利用することができる。 Further, the user can set the dividing position p of the time-series data D to the dividing position p displayed on the screen W by operating the input device 105 to select the enter button B4. In the example of FIG. 9, when the decision button B4 is selected, the division position p of the time-series data D is determined as division positions p1 to p3. When the division position p of the time-series data D is determined by the user, the determined division position p and each portion d obtained by dividing the time-series data D at the division position p are stored in the HDD 104 . Each portion d thus saved can be used as training data for pattern learning by machine learning.

以上説明した通り、本実施形態に係る分割装置1は、任意の時系列データDを自動的に分割することができる。これにより、時系列データDに応じた分割ルールの設定などの作業が不要となるため、時系列データDを容易に分割することができる。 As described above, the dividing device 1 according to this embodiment can automatically divide arbitrary time-series data D. FIG. As a result, work such as setting division rules according to the time-series data D becomes unnecessary, so that the time-series data D can be easily divided.

また、分割装置1は、時系列データDを複数の分割方法で分割し、各分割方法をそれぞれ評価し、最も適切な分割方法による時系列データDの分割位置pを画面Wに表示し、時系列データDの最適な分割位置pをユーザにレコメンドすることができる。 Further, the dividing device 1 divides the time-series data D by a plurality of division methods, evaluates each division method, displays the division position p of the time-series data D by the most appropriate division method on the screen W, and can recommend the optimum division position p of the time-series data D to the user.

なお、分割装置1は、最適な分割位置pをユーザにレコメンドすることなく、時系列データDの分割位置pを最適な分割位置pに決定し、時系列データDを当該最適な分割位置pで自動的に分割してもよい。 Note that the dividing device 1 may determine the dividing position p of the time-series data D as the optimum dividing position p without recommending the optimum dividing position p to the user, and automatically divide the time-series data D at the optimum dividing position p.

また、分割装置1は、評価値sに基づいて複数の分割方法を選択し、選択した複数の分割方法による分割位置pを画面Wに同時に表示してもよい。 Further, the splitting device 1 may select a plurality of splitting methods based on the evaluation value s, and display split positions p according to the selected splitting methods on the screen W at the same time.

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the configurations shown here, such as combinations with other elements, to the configurations listed in the above embodiments. These points can be changed without departing from the gist of the present invention, and can be determined appropriately according to the application form.

1:分割装置
11:抽出部
12:分割部
13:評価部
14:選択部
15:表示部
1: Division device 11: Extraction unit 12: Division unit 13: Evaluation unit 14: Selection unit 15: Display unit

Claims (11)

情報処理装置が実行する時系列データの分割方法であって、
前記時系列データから特徴量を抽出する抽出処理と、
前記特徴量に基づいて、複数の分割方法で前記時系列データを分割する分割処理と、
分割された前記時系列データに基づいて、前記分割方法ごとの評価値を算出し、前記評価値は、分割された前記時系列データの部分同士の類似度に基づいて算出される、評価処理と、
前記評価値に基づいて、前記複数の分割方法の中から少なくとも1つの分割方法を選択する選択処理と、
を備える時系列データの分割方法。
A time-series data division method executed by an information processing device,
an extraction process for extracting a feature amount from the time-series data;
A division process for dividing the time-series data by a plurality of division methods based on the feature amount;
an evaluation process of calculating an evaluation value for each of the division methods based on the divided time -series data, and calculating the evaluation value based on a degree of similarity between portions of the divided time-series data;
a selection process of selecting at least one division method from among the plurality of division methods based on the evaluation value;
A method for segmenting time series data with
前記類似度は、スペクトル距離、相互相関値、及びDTW値の少なくとも1つを含む
請求項に記載の時系列データの分割方法。
2. The method of dividing time-series data according to claim 1 , wherein the similarity includes at least one of spectral distance, cross-correlation value, and DTW value.
前記抽出処理は、前記時系列データからトレンドデータを生成し、生成したトレンドデータから前記特徴量を抽出する
請求項に記載の時系列データの分割方法。
2. The time-series data division method according to claim 1 , wherein the extraction process generates trend data from the time-series data, and extracts the feature amount from the generated trend data.
前記抽出処理は、前記時系列データからトレンドデータを生成し、生成したトレンドデータから前記特徴量を抽出し、フィルタ処理、移動平均処理、及び畳み込み処理の少なくとも1つにより、前記トレンドデータを生成するThe extraction process generates trend data from the time-series data, extracts the feature amount from the generated trend data, and generates the trend data by at least one of filtering, moving average, and convolution.
請求項1に記載の時系列データの分割方法。The method for dividing time-series data according to claim 1.
前記分割処理は、周期的なパターンを含む時系列データを、各部分に前記周期的なパターンが含まれるように分割するThe dividing process divides time-series data including a periodic pattern so that each portion includes the periodic pattern.
請求項1に記載の時系列データの分割方法。The method for dividing time-series data according to claim 1.
前記特徴量は、自己相関値、相互相関値、変化量、及びDTW値の少なくとも1つを含む
請求項1に記載の時系列データの分割方法。
2. The method of dividing time-series data according to claim 1, wherein the feature amount includes at least one of an autocorrelation value, a cross-correlation value, an amount of change, and a DTW value.
前記選択処理は、前記評価値が最大の前記分割方法を選択する
請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の時系列データの分割方法。
7. The time-series data division method according to claim 1, wherein the selection process selects the division method with the largest evaluation value.
選択された前記分割方法による前記時系列データの分割位置を表示する表示処理を更に備える
請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の時系列データの分割方法。
8. The time-series data division method according to claim 1, further comprising display processing for displaying division positions of the time-series data according to the selected division method.
前記表示処理は、前記時系列データの分割位置をユーザが調整可能なように、前記時系列データの分割位置を表示する
請求項8に記載の時系列データの分割方法。
9. The time-series data division method according to claim 8, wherein the display processing displays the division position of the time-series data so that a user can adjust the division position of the time-series data.
時系列データから特徴量を抽出する抽出部と、
前記特徴量に基づいて、複数の分割方法で前記時系列データを分割する分割部と、
分割された前記時系列データに基づいて、前記分割方法ごとの評価値を算出し、前記評価値は、分割された前記時系列データの部分同士の類似度に基づいて算出される、評価部と、
前記評価値に基づいて、前記複数の分割方法の中から少なくとも1つの分割方法を選択する選択部と、
を備える時系列データの分割装置。
an extraction unit that extracts feature quantities from time-series data;
a division unit that divides the time-series data by a plurality of division methods based on the feature amount;
an evaluation unit that calculates an evaluation value for each of the division methods based on the divided time-series data , and the evaluation value is calculated based on a degree of similarity between portions of the divided time-series data;
a selection unit that selects at least one division method from among the plurality of division methods based on the evaluation value;
A device for dividing time series data comprising:
情報処理装置に、
時系列データから特徴量を抽出する抽出処理と、
前記特徴量に基づいて、複数の分割方法で前記時系列データを分割する分割処理と、
分割された前記時系列データに基づいて、前記分割方法ごとの評価値を算出し、前記評価値は、分割された前記時系列データの部分同士の類似度に基づいて算出される、評価処理と、
前記評価値に基づいて、前記複数の分割方法の中から少なくとも1つの分割方法を選択する選択処理と、
を備える時系列データの分割方法を実行させるためのプログラム。
information processing equipment,
an extraction process for extracting feature values from time-series data;
A division process for dividing the time-series data by a plurality of division methods based on the feature amount;
an evaluation process of calculating an evaluation value for each of the division methods based on the divided time -series data, and calculating the evaluation value based on a degree of similarity between portions of the divided time-series data;
a selection process of selecting at least one division method from among the plurality of division methods based on the evaluation value;
A program for executing a method for dividing time series data.
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